Um praticante de massa m = 55 kg salta verticalmente de uma rocha até o solo, caindo de uma altura h = 0,80 m…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Questão
Um praticante de massa m = 55 kg salta verticalmente de uma rocha até o solo, caindo de uma altura h = 0,80 m; ao aterrissar, flexiona os joelhos e para em uma distância de d = 0,50 m (deformação/ancoramento das pernas). Estime a força média F média exercida nas pernas durante a frenagem. Use g = 10 m/s² e considere F média atuando para cima. Fórmula: (F - m g) d = m g h.
- A) F média ˜ 700 N
- B) F média ˜ 1600 N
- C) F média ˜ 900 N
- D) F média ˜ 1,43×10³ N (aprox. 1430 N, para cima).
- E) F média ˜ 1200 N
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Identifique os dados. m = 55 kg, h = 0,80 m, d = 0,50 m e g = 10 m/s². Passo 2: Calcule a energia potencial perdida na queda, que é transferida para o trabalho da frenagem: m g h = 55 × 10 × 0,80 = 440 J. Passo 3: Na frenagem, a força resultante sobre o praticante é (F − m g), com F para cima e o peso m g = 550 N para baixo. O trabalho dessa resultante ao longo de d é (F − m g) d = 440 J. Passo 4: Isole F: F − 550 = 440 / 0,50 = 880, logo F = 880 + 550 = 1430 N, ou seja, cerca de 1,43 × 10³ N para cima. Passo 5: Confira com a fórmula dada: (1430 − 550) × 0,50 = 880 × 0,50 = 440 J, o que confirma o resultado. Passo 6: Por que as outras estão erradas: A (700 N) e E (1200 N) não resultam da relação de trabalho-energia com os dados; B (1600 N) é um valor superestimado que não corresponde à equação; C (900 N) decorre de trocar os valores de h e d na fórmula. O gabarito oficial D está correto.
💡 Dica: Aplique a fórmula dada para encontrar a força média.
Alternativa por alternativa
O aluno provavelmente errou na montagem da equação de energia ou na soma do peso, chegando a um valor abaixo do correto sem seguir a relação (F − m g) d = m g h.
O aluno provavelmente superestimou o trabalho da frenagem, possivelmente por erro na divisão de 440 J pela distância ou por somar o peso de forma incorreta.
Por que engana: O aluno pode confundir a força média com a força gravitacional, não considerando a deformação das pernas durante a frenagem.
O aluno provavelmente trocou os valores de h e d na fórmula, calculando m g d / h em vez de m g h / d, o que dá cerca de 894 N.
Do balanço de energia/impulso: (F - m g) d = m g h ? F = m g + (m g h)/d. Com m g =55·10=550 N; (m g h)/d =550·0,8/0,5=880 N ? F ˜550+880=1430 N (direção: para cima).
O aluno provavelmente aplicou a fórmula com um erro de cálculo intermediário, obtendo um valor de força que não corresponde a 880 N somados ao peso de 550 N.
Raio-X da questão
força média em frenagem
avaliacao
força e movimento · cálculo de forças
Revisar as leis de Newton e cálculo de forças.
O aluno pode confundir a força média com a força gravitacional, não considerando a deformação das pernas durante a frenagem.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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